复地北桥城别墅4KW光伏发电系统
一、项目概况
本发电系统拟建设在别墅平面屋顶上，主要采用常规固定安装方式。

1.1 项目地理位置及环境
上海市位于北纬31°14’，东经121°29’，地处我国大陆东部沿海中部，东濒东海、南临杭州湾，为长江和钱塘江入海汇合处。

全市为坦荡低平的长江三角洲冲积平原的一部分，地面平均海拔高度为4m左右（上海吴淞零点），全区除松江区的佘山外，其余各地均无山地。

上海市地处北亚热带季风区，气候温和湿润、光照充足，降水丰沛，四季分明。

年平均气温16.5℃，春季始于3月，夏季自梅雨开始，进入盛夏后，高温干燥，秋季秋高气爽；冬季晴朗少雨，日照条件较为充足，太阳能资源比较丰富。

上海日照条件较为充足，太阳能资源比较丰富，多年平均日照时数为2,014 小时。

日照时数的分布以夏季最多，达600-700小时，占年总时数的三分之一左右；冬季最少，约360-465小时，仅占年总时数的18-23%。

多年平均太阳总辐射量为4,500MJ/m2·a，太阳总辐射量的分布以夏季最多，占年总量的三分之一左右；冬季最少，仅占年总时数的16%，春秋季接近相等，太阳总辐射量的分布与日照时数的分布基本相似。

1.2 供电技术条件
工作电压：单相AC220V AC/50Hz
发电类型：太阳能光伏并网发电
阵列容量：4kW
逆变器额定功率：4kW
1.3 太阳能安装区域选择
图1-1 别墅西侧屋顶
图1-2 别墅南侧屋顶
二、光伏并网发电系统设计
2.1 系统原理
系统采用太阳能组件型号为HT60-156P-250（250Wp），共16块，配置一台4kW光伏并网逆变器，以及配电箱（含计量）和通讯模块（可选配），系统总容量为4kW。

太阳能组件发出的直流电经过逆变器，逆变成交流电，再经过配电箱后直接并入用户侧220V低压电网。

配电箱内置断路器、防雷器以及双向电能计量表，发电系统产生的多余电量通过双向电能计量表后送入电网，产生卖电收益。

图2-1 系统电气连接示意图
2.2 设计方案
2.2.1 组件安装方式
本项目别墅屋顶为平面屋顶，平面屋顶上可以按照最佳倾角固定方式安装。

在上海，安装太阳能光伏阵列的最佳倾角为24度，方位角为0度。

平面屋顶安装结构可分为以下两种方式：
（1）平面屋顶安装系统（有基础）
图2-2 平面屋顶安装系统（有基础）
基础式安装系统适合户外或荷载量较大的平面屋顶，底部框架使用优质铝导轨，预埋螺栓固定，支撑件材料为不锈钢，牢固美观，独创的铝合金导轨与单元连接设计，无需现场二次加工。

结构特点：
1、适用于任意规格晶硅组件及部分薄膜组件；
2、安装面预埋地脚螺栓，或类似水泥基础；
3、根据实际需要设计安装角度。

图2-3 水泥基础图2-4 组件支撑固定结构（2）平面屋顶安装系统（负重）
图2-5 平面屋顶安装系统（负重）
负重式安装系统，无需破坏原有防水层，适用于户外或平面屋顶荷载量较大的情况。

底部框架使用优质铝导轨，固定采用水泥块或石块等重物，支撑件材料为不锈钢，牢固美观，独创的铝合金导轨与单元连接设计，无需现场二次加工。

结构特点：
1、不破坏原有防水层，无需防水处理；
2、适用于任意规格晶硅组件及部分薄膜组件；
3、底框上安装可调负重框，上面放置水泥块、石块等；
4、根据实际需要设计安装角度。

图2-6 负重框图2-7 组件支撑固定结构
经以上分析对比，本方案采用负重式平面屋顶安装系统。

2.2.2 光伏阵列布置
在上海以24度朝南安装，1.64m投影长度为1.50m，组件前后两排方阵之间
的间距为2.78m，每块组件占地面积=2.78m*0.992m=2.76 m2。

根据别墅屋顶的面积，结合所选太阳能电池组件型号的尺寸，作了以下初步排布：
图2-8 别墅南侧屋面组件排布
图2-9 别墅西侧屋面组件排布
2.2.3 电站功率分布设计
在可安装区域内，采用最佳倾角固定安装方式。

太阳能电池型号为HT60-156P-250（250Wp），共16块，总容量为4kWp。

太阳能组件采用8串2并的方式接入一台4kW并网逆变器，逆变器输出通
过低压配电设备直接并入用户所在低压用电网。

2.2.4 主要设备选型
（1）组件
本项目拟采用航天机电集团产业链产品中的主流型号：大功率250W(±3%) 多晶硅电池组件。

该组件的性能参数如下表所示：
表2-1 航天机电250W 多晶硅电池组件性能参数
选用的组件已通过信息产业部化学物理电源产品质量监督检测中心检测、CE认证、UL认证、VDE认证、CQC认证及Intertek认证。

（2）并网逆变器
并网逆变器是光伏并网系统的控制核心，对太阳能产生的电流进行转换与控
制的设备。

户用型光伏并网逆变器输出的功率等级范围通常为1kw~30kw或者几十千瓦以下，这类的逆变器通常要满足以下几个要求：
●单相或三相低/中压并网；
●无变压器设计，大于96%的转换效率；
●壁挂式安装，IP65防护等级，满足户外使用条件；
●整机轻便，显示界面友好，造型美观等。

以上这些基本要求实际上满足了最终用户、系统集成商以及安装商等各方面的需求。

户用型光伏并网逆变器能够安全可靠的并网运行，方便安装和维护。

本项目拟采用1台单相输出的4kW并网逆变器，暂推荐阳光电源并网逆变器，型号为SG4KTL-M。

表2-2 阳光电源并网逆变器技术参数
（3）配电箱
本项目采用标准配电箱，具体也可以根据用户实际安装容量进行定制设计。

配电箱内置交流断路器、避雷器和电能计量装置。

2.2.5 系统配置清单
表2-3系统配置清单
2.2.6 系统成本估算
三、发电量预测
1、光伏组件的基础数据
型号：HT60-156P-250（250Wp）
数量：16块
容量：4kWp
2、发电量估算
每年发电量4000kWh左右，日发电量11度左右。

根据目前国家分布式电源意见稿中相关内容，建于用户内部场所的分布式电源项目，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供。

政策鼓励自发自用，并按发电量进行补贴。

考虑到此别墅年用电量多，超过第三档4800度，按上海相关居民阶梯电价费用计算，年可节约电费3000元左右。

按目前国家相关分布式电源补贴政策（最终补贴政策还没出台），每年可领1400元。

另外，上海市相关扶持分布式发电政策待出台，这部分也可能获得相关政策补贴。